氧化亚铜和硫化铜的制备及其光催化还原Cr(VI)的研究

摘要

研究表明，Cr(VI)具有高毒性和强诱变致癌性，并能够在自然界中稳定存在，对人类和自然环境危害极大。Cr(III)具有毒性小，容易沉淀和吸附在固体上。因此，将Cr(VI)还原为Cr(III)是处理含铬废水的有效办法。光催化还原法处理含Cr(VI)废水，因具有高效、清洁、无二次污染等特点而受到广泛的关注。铜化物Cu2O和CuS都是重要的P型半导体，具有优良的可见光吸收能力。
　　本文制备了不同形貌的Cu2O和CuS，并通过XRD、SEM、BET和FT-IR对其进行物性表征，探究其可见光下催化还原Cr(VI)的活性。主要研究工作如下：
　　1.采用水热法合成微米立方体Cu2O，在模拟可见光下光催化还原 Cr(VI)，通过考察反应体系中溶氧量、空穴捕获剂量、溶液的pH值等参数对还原效率的影响，确定最佳光催化还原Cr(VI)实验条件。结果表明，Cu2O光催化还原 Cr(VI)的反应符合准一级动力学方程。溶解氧对光催化还原 Cr(VI)无影响。无水甲醇能够促进光催还原Cr(VI)，增加无水甲醇的量，Cr(VI)的还原速率也随之增大。在pH=5时，光催化还原Cr(VI)的活性最好。
　　2.合成了立方体、八面体、十二面体的Cu2O，并在模拟可见光的条件下，评价其光催化还原 Cr(VI)的性能。结果表明，不同晶面Cu2O光催化还原Cr(VI)的活性次序为：{111}>{110}>{100}。覆盖在八面体和十二面体Cu2O表面上的油酸不存在空间位阻效应，对光催化还原Cr(VI)的活性没影响。
　　3.合成了片状、球状、花状、管状的CuS，在可见光照射下，其光催化还原Cr(VI)研究的结果表明：CuS的比表面积越大，光催化还原活性越好，活性顺序为片状>管状>花状>球状。

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第1章 绪 论

1.1 含Cr(VI)废水的处理方法

1.2 半导体光催化剂

1.3 氧化亚铜可见光光催化剂

1.4 硫化铜可见光光催化剂

1.5 本论文的研究思路及内容

第2章Cu2O的制备及其光催化还原Cr(VI)性能研究

2.1 主要实验试剂和仪器

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 不同晶面Cu2O的制备及其光催化还原Cr(VI)的性能

3.1 主要实验试剂与设备

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 CuS纳米晶光催化还原Cr(VI)的研究

4.1 主要实验试剂与设备

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结束语

参考文献

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